CN106457340A - 在流动成型机上生产轮盘结构的方法、具有该类型轮盘结构的车轮及生产对应轮盘结构的流动成型机的旋压芯轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车轮,该车轮具有在流动成型机上通过优选金属预型件抵靠旋压芯轴的流动成型生产的轮盘10,附接凸缘12、配备有通风孔的流动成型盘过渡表面33以及用于将轮盘连接至轮辋部分的盘边缘14。本发明还涉及用于生产轮盘的方法以及用于合适的流动成型机的旋压芯轴。为了改善具有通过流动成型生产的轮盘的车轮的制造,以及在处理中可以实现减少成品车轮的重量,而不需要延长轮盘制造的额外工作步骤,在每种情况下,在流动成型期间产生的至少一个具有材料累积的区域20和/或具有材料减少的区域15形成在流动成型的过渡表面的内侧16或外侧上,位于相邻的通风孔之间和/或位于盘边缘处的通风孔之间和/或位于每个通风孔的轴向延长部中的盘边缘处。

Description

在流动成型机上生产轮盘结构的方法、具有该类型轮盘结构 的车轮及生产对应轮盘结构的流动成型机的旋压芯轴
本发明涉及一种用于在流动成型机上从优选的金属预型件生产用于车轮的轮盘结构的方法,所述轮盘结构具有附接凸缘、盘过渡表面以及盘边缘,流动成型机具有能够围绕旋转轴线旋转的旋压芯轴以及相对于旋转轴线径向可调节的至少一个旋压辊,用于预型件抵靠旋压芯轴的流动成型,以及流动成型的过渡表面在轮盘结构上的生产。
本发明还涉及一种车轮,该车轮具有通过优选的金属预型件抵靠旋压芯轴的流动成型而在流动成型机上生产的轮盘,所述轮盘具有:配备有螺栓孔的附接凸缘;配备有通风孔的流动成型的盘过渡表面,其中,所述通风孔以连续的方式从过渡表面的内侧延伸到外侧;以及用于将轮盘连接至轮辋部分的盘边缘。最后,本发明还涉及一种旋压芯轴,该旋压芯轴用于借助于流动成型机上的至少一个旋压辊,通过优选的金属预型件抵靠旋压芯轴的成型轮廓进行的流动成型或金属旋压,而在流动成型机上生产用于车轮的轮盘结构。
从DE2156551获知,通过流动成型或金属旋压在流动成型机上形成预型件诸如例如环形平面式坯料(blank),以形成轮盘结构。在随后的冲压和切割步骤中,在快速的制造周期中按顺序冲压出中心孔、螺栓孔和通风孔,以便生产具有附接凸缘、过渡表面以及盘边缘的轮盘,优选地通过盘边缘与轮辋内侧之间的焊接连接部将所述轮盘连接至独立生产的轮辋部分,以便生产用于多用途车辆或客运机动车辆的车轮。
流动成型机中的整个流动成型过程是在一次卡紧(chucking)操作执行并且通常是借助于多个旋压辊来执行的,所述多个旋压辊在运动方面彼此独立受控并且连续地执行形状改变工作。例如,申请人使用具有三个旋压辊的流动成型机,借助于所述旋压辊从外部压制预型件并且抵靠旋压芯轴的成型轮廓进行预型件的流动成型,旋压芯轴能够围绕水平旋转轴线旋转。在位于旋压芯轴的面侧(face side)与压紧(holding-down)装置之间的预型件的卡紧部位中,轮盘结构具有预型件的初始厚度,而过渡表面和盘边缘被流动成型,并且相应地设置有相对于预型件的初始厚度减小的壁厚度,并且该壁厚度以取决于离卡紧部位的距离的方式朝向盘边缘减小。由申请人根据这种方法生产的轮盘结构,在冲压出通风孔和在附接凸缘上冲压或钻出螺栓孔之后,该轮盘结构通过既在内侧也在外侧以几个1/10mm的量进行转动切割动作而经受材料移除,并且,盘边缘也在外侧通过转动在这种程度上经受材料移除,以便获得车轮相对于车毂的最优化的平坦抵靠(abutment),另外也借助在外侧通过转动进行的材料移除被均匀地修圆的盘边缘来改善轮盘在分开制造的轮辋部分中的收缩。申请人还执行轮盘结构上的盘边缘和中心孔的再加工。
在流动成型或金属旋压期间,生产出旋转对称的轮盘结构,所述轮盘结构在内侧上和外侧上具有均匀的表面,以及特别是在流动成型的过渡表面中的改善的矩阵结构,当车辆运动时,轮辋和车毂之间的所有力和负载必须通过轮盘结构传送。流动成型或金属旋压处理的另一优势在于,与例如通过深冲压(deep drawing,深拉)生产的轮盘相比节省了材料。
为了减少用于生产轮盘的材料费用,EP1 473 097B1提出了例如从矩形金属条生产的预型件,该金属条通过冷滚轧来预滚轧以形成部分圆环,随后通过滚轧弯曲变形成圆锥带(band)并且在所述带的端部焊接之后,在流动成型机上设置附接凸缘。
其他的进展,诸如例如DE196 15 675A1或DE198 60 732A1涉及轮辋部分的流动成型,随后该轮辋部分连接至例如在铸造处理中生产的盘部分。
本发明的目的是改进具有通过流动成型生产的轮盘的车轮的制造,以及在处理中可以实现在制造期间节省材料和/或减少完成的车轮的重量,而不需要延长轮盘制造的额外工作步骤。
为了实现所述目的,针对一种方法,提出了抵靠旋压芯轴流动成型预型件,旋压芯轴具有多个局部凸起和/或凹陷,所述多个局部凸起和/或凹陷被布置成分布在圆周上,以便产生被形成为分布在轮盘结构的圆周上的区域,并且所述区域在轮盘结构的流动成型的过渡表面和/或盘边缘中具有材料累积或材料减少。因此,本发明基于以下基本概念:在流动成型或金属旋压处理期间,不是产生均匀旋转的对称轮盘结构,而是产生在圆周方向上非均匀的轮盘结构,并且借助于旋压芯轴,在该轮盘结构上的较重负载的部位首先形成或产生材料累积,并选择性地在较轻负载部位和/或在完成的车轮的为了获得通风孔而被移除的部位中形成或产生材料减少。特别地,通过组合形成具有材料减少的区域和具有材料累积的区域,通过按压或滚动而在材料减少的部位额外地移位的材料不仅可以用于产生材料累积,而且同时也可以有助于以下情况,其中,预型件设置有比在流动成型机上被转换成轮盘结构且没有具有材料减少的区域的预型件更小的初始尺寸。
由于,在根据本发明的方法中,具有材料累积或材料减少的区域产生得分布在圆周上,在随后的方法步骤中允许这种情况是有必要的。因此在用于从轮盘结构生产轮盘的方法中,如果在随后的方法步骤中,通过冲压或切割处理在轮盘结构中形成通风孔则是特别有利的,其中,优选地在轮盘结构的过渡表面中在具有材料减少的区域之间或替代地在具有材料累积的区域之间形成所述通风孔。如果在抵靠旋压芯轴的流动成型期间,在过渡表面的区域(其中在随后的方法步骤中,在冲压或切割处理中移除所述区域以便生产通风孔)中创建材料减少则是特别有利的。这个实施例特别的优势在于以下事实:在轮盘结构的流动成型期间,在任何情况下,在冲压或切割通风孔期间,在将在之后的时间点移除的部位中已经创建材料减少。在这种情况下,在完成的车轮上的通风孔越大,则越多的材料可以被从所述部位移出并且被移入轮盘上的在流动成型方向上处于更远处的其他部位,即通常被移入处于径向上至外侧更远处的部位。
在车轮的情况下,由于应该确保最均匀的可能的同心性,将各个具有材料累积或具有材料减少的区域中的全部或至少大部分布置成均匀地分布在圆周上是有有利的。
在完成的车轮上,车胎的内部压力通过阀产生和改变。所述阀由于其阀质量而在车轮上产生不平衡。在现代的车轮中由于使用具有整体形成的气压测量传感器的阀,这种额外的重量通常通过为此目的所需要的平衡重量补偿。在另外的替代的实施方法中,在抵靠旋压芯轴流动成型期间,可产生至少一个非对称材料累积作为用于阀不平衡的阀平衡重量,或产生至少一个非对称材料减少以用于补偿由阀重量带来的阀不平衡的目的。如果利用具有材料减少的区域用于阀重量补偿的目的,那么总重量还可以进一步减少。
在特别优选的实施方法中,在流动成型期间,在过渡表面到盘边缘的过渡部位中在盘边缘中和/或过渡表面中,具有材料累积的区域和/或具有材料减少的区域产生为在圆周方向上交替。为了这个目的,优选地在盘边缘中,如果在每种情况下具有材料累积的区域均创建为在圆周方向上相对于彼此偏移,然后每个具有材料累积的区域与具有在任何情况下轮盘通过流动成型处理所给予的材料厚度的区域邻接(adjoin,毗连);因此在每种情况下,在盘边缘中在具有材料累积的区域之间也创建额外的具有材料减少的区域不是必要的,尽管也是可以的。在盘边缘中或在过渡表面到盘边缘的过渡部位中的具有材料累积的区域加固了轮盘结构,因此也优选地在如下部位加固了轮盘:在通风孔的冲压或切割期间和/或之后,所述部位位于所述通风孔的轴向伸长部中。在通风孔的冲压或切割期间,仅必须确保的是在正确的部位产生通风孔,所述正确的部位是由根据本发明获得的非均匀的轮盘轮廓(特别是材料累积和材料减少)预定或决定的。
在车轮的情况下,也在生产了通风孔之后的轮盘部分的情况下,根据本发明实现了以上目的,因为在每种情况下,在流动成型期间所产生的至少一个具有材料累积的区域和/或具有材料减少的区域形成在过渡表面的内侧或外侧上且位于相邻的通风孔之间,和/或在盘边缘处形成在通风孔之间,和/或在每个通风孔的轴向伸长部中形成在盘边缘处。在这种情况下,基本的概念也是:在流动成型期间,没有沿圆周方向自始至终产生均匀的材料厚度,而是通过具有不同材料厚度的区域节省了材料,和/或通过具有材料累积的区域对结构上经受更大或不同负载的部位进行增强。
在特别优选的车轮的改良中,在每种情况下,至少一个具有材料减少的区域且优选地至少一个具有材料减少的肋形或宽条形区域沿圆周方向形成在相邻的通风孔之间的过渡表面上。这种改良利用了以下事实:保留在通风孔之间的连结板(web)在它们沿着过渡表面的整个轴向范围内不要求大的材料厚度,而是替代地,仅某些部位(特别是通风孔周围的部位)具有充分的材料厚度就足够了。因此在所述部位外可以节省材料,并且所述材料然后可以再次被用于首先在盘边缘中产生具有材料累积的区域。
在优选的改良中,在每种情况下,至少一个具有材料累积的区域且优选地至少一个具有材料累积的条形区域形成在过渡表面上,以相对于通风孔在径向和轴向方向朝向盘边缘偏移,和/或其中,在每种情况下,至少一个具有材料累积的区域且优选地至少一个具有材料累积的条形区域形成在通风孔的轴向和径向延长部中的盘边缘上。借助于在过渡表面上的通风孔的轴向和径向延长部中的和/或优选地盘边缘处的材料累积,实际上处于通风孔附近的盘的边缘部位相对于处于连结板的延长部中的通风孔之间的部位得以加固,由此,特别地,在通过焊缝实现将盘连接至轮辋的成品车轮上实现了改善的材料分布以及同时实现较低的焊缝负载。
在替代的或额外的改良中,至少一个具有材料累积的区域且优选地至少一个具有材料累积的连结板状区域可形成在过渡表面和盘边缘之间的过渡处,在每种情况下位于相邻的通风孔之间。通过这种改善车轮疲劳强度的措施,相对于过渡表面额外加强盘边缘,该盘边缘通常垂直于或近似垂直于附接凸缘,并且围绕轮轴线基本上以圆筒方式延伸。在优选的改良中,然后的情况是,在每种情况中恰好一个具有材料累积的连结板状区域或在每种情况中恰好两个具有材料累积的连结板状区域形成在相邻的通风孔之间,其中,优选地,每个连结板状区域始于相邻于通风孔在沿圆周方向偏移的点,和/或布置在通风孔两侧的两个连结板状区域相对于所述通风孔的中心点相对于彼此具有90°的角度偏移。因此,连结板状区域在盘边缘和过渡表面之间实现局部额外的加固。
在特别优选的改良中,材料累积和/或材料减少形成在轮盘的过渡表面的内侧上。因此,通过抵靠旋压芯轴的外轮廓滚轧或流动成型的预型件,产生用于所述类型的车轮的对应的轮盘结构,由此,然后材料累积或材料减少可以仅形成在轮盘或轮盘结构的随后的内侧上。
通常,具有材料累积和/或材料减少的区域形成在过渡表面上和/或在盘边缘处以沿圆周方向均匀地分布和/或相对于彼此以相等角度间隔分布,以使得不会在轮盘或轮盘结构中产生任何额外的不平衡。然而,在本发明的上下文中,在盘结构的制造期间也可能已经至少部分地补偿阀的重量,因为在过渡表面上或在盘边缘处,形成有至少一个非对称材料累积作为阀平衡质量或形成至少一个非对称材料减少用于补偿阀重量。
此外,可以优选地形成以环形、圆形、椭圆或条形形式至少部分地围绕通风孔延伸的材料累积,以便相对于远离通风孔的区域加固接近于通风孔边缘的区域中的轮盘。此处,不言而喻的是,通风孔不需要一定是圆形结构,而是也可以是椭圆形、V形或窗口状的结构,因此得到通风孔边缘的对应外形。
每个具有材料累积或材料减少的区域具有在径向方向延伸的边缘边界和沿圆周方向延伸的划界边界。在每种情况下,如果区域的两个边缘边界相对于轮轴线倾斜地或以弯曲的方式延伸,并且边缘边界之间的空间朝向盘边界增加,则是特别有利的。尽管轮盘的内直径通常从附接凸缘到盘边缘连续地增加,但是如果产生材料累积或材料减少,还必须确保的是轮盘可以从旋压芯轴脱下,这通过倾斜地或以弯曲的方式延伸的边缘边界而改进。
在再另外的替代或额外的改良中,可以在每个通风孔周围形成多个特别是螺柱状的材料累积,其中,优选地,所述材料累积中的一些或全部延伸直至通风孔边界和/或所述材料累积相对于所述通风孔的中心点彼此具有90°的角度偏移。在车轮的负载测试期间,有时发现轮盘在以下部位发生故障或弱化,所述部位与以轴向平行的方式且中心地贯穿通风孔的平面相关,相对于所述平面以近似45°偏移。但是,在每种情况下,相对于彼此以90°偏移并且对应地相对于中心平面以45°偏移的两个材料累积的产生确保了轮盘在这些关键通风孔边缘的部位的局部加固。
借助于一种旋压芯轴也可以实现上述目的,其中,所述旋压芯轴的成型轮廓配备有布置成分布在圆周上的多个局部凸起和/或凹陷,以便在流动成型处理期间产生多个区域,所述多个区域形成得分布在轮盘结构的圆周上,并且具有材料累积或材料减少。然后旋压芯轴上的凹陷或凸起在轮盘或轮盘结构的过渡表面中产生材料累积或材料减少,所述过渡表面借助于旋压辊抵靠旋压芯轴流动成型。
对应的旋压芯轴通常具有正面壁(face wall)和侧壁,所述面壁与机器上的压紧装置相互作用,在面壁的区域中不能执行流动成型,由此,在优选的改良中,所述部位然后用于产生轮盘结构上的附接凸缘,所述侧壁作为用于形成过渡表面和盘边缘的成型轮廓。在对应的旋压芯轴的特别优选的改良中,侧壁配备有被布置成均匀地分布在所述侧壁的圆周上的多个伸长(elongate,细长)的凸起,其中,优选地,在伸长的凸起之间形成圆形、椭圆或U形的凸起,形成得相对于彼此沿圆周偏移。然后圆形、椭圆或U形的凸起用于在随后会产生通风孔的部位实现材料减少,然而,在随后地,在轮盘的过渡表面以连结板状方式将通风孔之间的盘边缘连接至附接凸缘的那些部位中,出现另外的伸长的凸起。替代地或另外地,作为用于盘边缘的成型轮廓的侧壁可以形成有多个环段形的凹陷,所述凹陷被布置成均匀地分布在侧壁的圆周上并且沿圆周方向延伸,其中,优选地,在每种情况下,一个环段形的凹陷布置成相对于侧壁上形成的圆形、椭圆或U形的凸起轴向偏移,和/或布置成相对于伸长的凸起轴向偏移且圆周偏移。因此,环段形的凹陷用于在盘边缘的那些部位实现材料累积,所述部位在轮盘上位于冲压出通风孔之后的通风孔的轴向延长部中。
在再另外的替代或额外的改良中,侧壁可以配备有多个圆环形、环形、条形或部分环段形以及条形的凸起,所述凸起相对于彼此均匀地分布在圆周上,并且用于在用于冲压或切割通风孔的部位之间形成具有材料减少的区域。
凹陷或凸起具有在旋压芯轴的轴向方向延伸的边缘,所述边缘倾斜地和/或以弯曲的方式延伸以使得边缘之间的空间在流动成型方向增加。
在实施方法的情况下以及在车轮的情况下,如果过渡表面或盘边缘中具有材料累积的区域至少部分地具有比所述区域周围的部位中的材料厚度大的材料厚度,和/或如果过渡表面或盘边缘中具有材料减少的区域至少部分地具有比过渡表面的围绕所述区域的那些部位中的材料厚度小的材料厚度,是特别有利的。因此,本文中涉及材料累积或材料减少的地方,如沿圆周方向所视,已经可以通过在材料减少部位设置有比相邻的部位小的材料厚度,或在材料累积的部位设置有比相邻部位大的材料厚度的轮盘结构来实现。在这种情况下,材料厚度的改变应该是可评估的,即应该计为预型件的初始厚度的至少3%或5%或10%或更多,和/或应该计为相对于相邻区域多5%,优选地多10%或15%。
根据本发明的方法、根据本发明的车轮以及旋压芯轴的进一步的优势以及改良将从图中示出的示例性实施例的以下描述中体现出来。在这种情况下,示例性实施例用于说明本发明,而非将本发明限制于各个示例性实施例。附图中:
图1以示意性示出的流动成型机为基础示出了预型件的流动成型期间的方法顺序;
图2以立体图示出了示意性示出的旋压芯轴的示例性实施例,该旋压芯轴用在根据本发明的方法中,用于生产依据第一示例性实施例的根据本发明的流动成型的轮盘结构;
图3以盘内侧的视图示出了使用图2的旋压芯轴生产的轮盘,已经产生了通风孔和钻孔;
图4以侧视图示出了图3的轮盘;
图4A示出了在依据图3的轮盘的情况下,穿过通风孔和所述通风孔的轴向延长部的盘边缘截取的截面;
图5示出了沿着图4中V-V的截面图;
图6示出了贯穿冲压出通风孔之前、冲压的毛坯仍然存在且通过其冲压的边缘指示的通风孔截取的截面;
图7以每一半盘的不同剖面示出了根据本发明的第二种设计变型的轮盘;
图8示出了贯穿依据图7的轮盘的右侧一半截取的截面的详细视图;
图9示出了沿着图7中IX-IX截取的截面图;
图10以每一半盘的不同剖面示出了贯穿依据根据本发明的第三种设计变型的轮盘截取的截面图;
图11示出了沿着图10中XI-XI截取的截面图;
图12以每一半盘的不同剖面示出了贯穿依据根据本发明的第四种设计变型的轮盘截取的截面图;
图13示出了图12中XIII的详细视图;
图14以平面图示出了依据根据本发明第五种设计变型的轮盘;
图15示出了沿着图14中XV-XV截取的截面图;
图16以放大的视图示出了贯穿图15中右侧半盘截取的截面;
图17示出了在图14的轮盘的情况下,贯穿两个相邻通风孔截取的中心水平截面;
图18示出了具有依据第六种设计变型的轮盘的车轮的平面图;
图19示出了沿着图18中XIX-XIX截取的截面图;
图20示出了图19中的细节XX的详细视图;
图21示出了具有依据根据本发明的第七种设计变型的轮盘的车轮的平面图;
图22以纵向截面示出了图21的车轮;
图23示出了沿着图22中XXIII-XXIII的截面图;
图24示出了在冲压出通风孔之前的贯穿依据第八种设计变型的轮盘结构截取的纵向截面;
图25以放大的视图示出了图24中右边的轮盘边缘;以及
图26示出了贯穿图24中通风孔部位的水平剖面。
在图1中,为了解释在预型件的流动成型期间形成轮盘结构或轮盘的方法的顺序,以示意性的高度简化的形式,附图标记1表示流动成型机。仅示出了流动成型机1的对于流动成型处理特别重要的那些机械部分,所述机械部分具体为:可以通过例如齿轮(未示出)驱动的主轴2;旋压芯轴3,该旋压芯轴旋转相连地且以可转换的方式连接至主轴2,并且该旋压芯轴具有待生产的轮盘结构70的反面轮廓;压紧工具4以及多个旋压辊5。在图1的示意图中,示出了两个旋压辊5,所述两个旋压辊根据预定的滚轧程序彼此独立受控,并且在时间上连续地引起预型件6被推动抵靠在旋压芯轴3的外轮廓或成型轮廓上并且流动成型,在示出的方法实施例的情况下,该预型件是由具有预定的均匀材料厚度(例如14mm)的圆筒状金属板坯6组成的,该旋压芯轴可以借助于主轴2围绕旋转轴线D以高旋转速度旋转。流动成型机1可以优选地具有三个或四个旋压辊5,其中,旋压辊彼此可以具有不同的直径和不同的轮廓,以便获得轮盘或轮盘结构70的流动成型的最佳结果。图1中的示例仅用于形象化,因为根据本发明的方法原则上可以在适用于借助于流动成型或金属旋压制造轮盘结构或轮盘的任何流动成型机上执行。
图2示出了用于生产如图3至图6中示出的轮盘结构70或轮盘10的旋压芯轴3。在此,在本说明书中,表述“轮盘结构”用于表示在流动成型处理之后呈现的中间产品,该中间产品已经基本上适当地具有最终轮盘的轮廓,但是还没有执行随后的轮边缘和中心孔的切割,并且处于用于生产通风孔和螺栓孔的冲压、剪切和/或钻出(钻取)处理已被执行之前。在本申请中提及“轮盘”时,至少是已经执行了对通风孔的冲压或切割处理的情况,并且还优选地是然后中心孔和盘边缘的边缘边界已经经受再加工(例如切割、倒角),并且已经钻出或切割出用于轮螺栓的螺栓孔的情况。此外,可以机械地再加工、打平和/或压制轮盘的表面,以便可以将轮盘作为盘部分连接至轮辋部分以形成车轮。特别地,在将轮盘连接至轮辋部分以形成车轮之前,可以在附接凸缘上(如果合适的话,在两侧上)和盘边缘处(在外侧上)通过切割处理执行机械再加工。
现在将首先参照图2到图6。图2示出了根据本发明的旋压芯轴3,该旋压芯轴用于在例如图1示出的流动成型机1上,依照如图3示出的第一种设计替代方式生产根据本发明的轮盘10。在此,轮盘10优选地用于生产用于多用途车辆的车轮,因为这个原因,轮盘具有相对较大的中心孔11,在中心孔的周围形成有配备有总数为十个螺栓孔21的附接凸缘12,所述附接凸缘由预型件(图1中的坯6)的不变形部分形成。附接凸缘12整体地并入呈圆锥形加宽的盘过渡表面13,该盘过渡表面结束于基本圆筒状或环形的盘边缘14,该盘边缘具有与轮轴线R重合的中心点。通过预型件抵靠图2中示出的旋压芯轴3的流动成型而形成附接凸缘12、盘过渡表面13以及盘边缘14,其中,在流动成型期间基本上只有过渡表面13和盘边缘14变形,即,是流动成型的。为此,在图2中示出的旋压芯轴3相应地具有正面壁7和侧壁8,所述侧壁具有两个不同区段,其中,侧壁8的直接邻接于正面壁7(该正面壁垂直于旋压芯轴3的旋转轴线延伸)的区段8A用于在轮盘10或轮盘结构上产生盘过渡表面,为此,所述区段在流动成型方向上相应地圆锥形地加宽。然后第一区段8A与侧壁8的第二区段8B邻接,第二区段在流动成型处理期间用于产生盘边缘(在轮盘10或轮盘结构的情况下为14)。在流动成型处理开始时,如图1中指示的,预型件6(在这种情况下该预型件是环形结构)通过内子段位于抵靠旋压芯轴3的正面壁7,并且借助于压紧工具(图1中的4)被压制抵靠面壁7。由于压紧装置4必须在旋压芯轴3的正面壁7的部位充分地支撑在预型件6上,因而在通过旋压辊5进行流动成型期间,预型件在这个子部位可以不执行变形。
通过与迄今在现有技术中使用的用于流动成型处理的旋压芯轴对比,根据本发明的旋压芯轴3在侧壁8的区段8A中具有分布在圆周上的多个局部凸起41,所述凸起在这种情况下是圆形的,其中,在每种情况下,在两个相邻的局部圆形凸起41之间,图2中的旋压芯轴3配备有另外的条形凸起42。如沿圆周方向所视的,在每种情况下,圆形的凸起41和条形凸起42在旋压芯轴3的侧壁8的区段8A的上交替。由于在流动成型处理期间预型件是抵靠旋压芯轴3流动成型的,因此旋压芯轴3的结构或轮廓上的凸起41、42具有以下效果,即,在流动成型期间,在依照图3的轮盘结构或轮盘10上,盘过渡表面13设置有具有材料减少的圆形区域,所述圆形区域均匀地分布在所述盘过渡表面的圆周上,特别是分布在旋压芯轴3具有圆形凸起41的所有位置处;此外,在流动成型处理期间,在每种情况下,过渡表面13在两个这样的具有材料减少的圆形区域之间,特别是在旋压芯轴3上形成有条形凸起42的地方,在每种情况下设置有一个具有材料减少的条形区域15;在抵靠旋压芯轴3的外轮廓的流动成型期间,具有材料减少的区域15仅仅在轮盘10的内侧16上产生作用,特别是由于轮盘10的内侧16与外侧17之间的盘壁在具有材料减少的区域15的部位的厚度小于在相邻的区域的厚度的事实,因此,在内侧16上,形成旋转地非对称的表面轮廓。厚度减少的程度是由旋压芯轴3上的凸起41和42的高度的尺寸决定的。相比之下,轮盘的外侧17具有如在图4中可以清晰地看到的旋转的对称轮廓,因为在流动成型期间,当旋压芯轴连同预型件以高旋转速度旋转时,旋压辊(图1中的5)顶住外侧17,并且执行变形的工作。具有圆形材料减少的区域在图3中的轮盘10中完全再也看不到,因为在通风孔18的冲压或切割期间,所述区域已经被切掉并且和切除的冲压毛坯(slug)一起被移除;然而,图5示出了在流动成型之后且在移除冲压毛坯71之前的轮盘结构70的情形,在这种情况下移除该冲压毛坯是为了在流动成型的过渡表面13中产生具有圆形通风孔边缘88的通风孔18。在冲压毛坯71上,可以清晰地看到相应的具有材料减少的圆形区域72,该圆形区域借助于旋压芯轴3上的圆形凸起41而在轮盘结构70上产生。
此外,依据图2的旋压芯轴3在侧壁8的区段8B中(并因此是在流动成型处理期间用于在轮盘10上产生盘边缘14的区段中)具有局部凹陷46,在每种情况下,该局部凹陷在形成有圆形凸起41的部位的径向、轴向平行延长部中,其中,在区段8B上,在具有局部凹陷46的两个部位之间,在每种情况下,形成有位于条形凸起42的延长部的一个部位47,所述部位表现为局部凸起或表现为具有圆筒表面(即没有凸起或凹陷)的区域。在预型件抵靠旋压芯轴3的流动成型期间,侧壁8B的这种特定的形状具有以下效果,即,如图3中已经可以清晰地看到,在每种情况下,在通风孔18的延长部,即,实际上在通风孔18的后面或在其附近,盘边缘14设置有作为具有材料累积的区域的盘边缘区段19;相比之下,在两个通风孔18之间配备有条形区域15的中间部位24的轴向延长部中,形成有盘边缘段20,该盘边缘段基本上与轮盘10在旋压芯轴3既没有凸起也没有凹陷的部位的区段的材料厚度相同。为了说明,还不言而喻地指出,通风孔18是仅在流动成型处理期间已经形成相对大的材料厚度的盘边缘段19之后冲压的,并且相对于过渡表面的其他部位,盘边缘段20也可以设置有略微减少的材料厚度。
由于已经通过旋压芯轴上的圆形凸起41,在冲压毛坯71的稍后会被移除以便生产通风孔18的部位中创建具有材料减少的区域72的事实,还通过在每种情况下,在两个通风孔18之间的中间部位24中创建具有材料减少的条形区域15的事实,对应地在流动成型处理期间更多的起始材料能够流入盘边缘14,由此,对于待生产的同一轮盘宽度,用于生产轮盘结构10的预型件可以具有比用于流动成型相同盘宽度但无材料减少的轮盘更小的外直径。除了预型件的该材料节约外,同时轮盘10具有通过两个通风孔18之间的条形材料减少区15实现的重量减少,并且同时轮盘具有通过条形或肋形配置实现的结构加固,其中,在区域15中通过减少材料实现的重量节省比由在盘边缘14处具有材料累积的区域19增加的材料要大。当车辆在运动时,相对于车轮上波动的负载,特别的优势是在盘边缘14的区段19中的材料累积,该盘边缘包括相对于区段19的材料厚度具有至少更小的材料厚度、甚至可能减少的材料厚度的插入区段20。在车轮的连续负载运行期间,特别在盘边缘14后面或在通风孔18的轴向延长部处出现材料裂缝,有时候也在所述通风孔18之间的中间部位出现材料裂缝,或在盘边缘与轮辋部分之间的连接焊缝中出现裂痕。在具有根据本发明的盘部分(即轮盘10)的车轮的情况下,这种影响通过盘边缘14中的在通风孔18后面的轴向延长部的区段19和两个通风孔18之间的中间部位24的延长部中的区段20的不同材料厚度来抵消。
在图3到图10中示出的示例性实施例中,用于多用途车轮的轮盘10具有在附接凸缘12中的十个螺栓孔21、十个通风孔18以及还对应地在过渡表面13的内侧16上具有作为加固肋的具有材料减少的十个条形区域15。在每种情况下,在轮盘10中每个具有材料减少的条形区域15具有在径向方向上延伸的两个边缘边界15A,其中,每个边缘边界15A相对于轮轴线R倾斜地延伸,此外,边缘边界15A之间的距离A优选地以连续的方式朝向盘边缘14增加。从图4中的截面图可以清晰地看到,附接凸缘12的部位中的材料厚度D1比盘过渡表面13中例如在通风孔18的边缘(相比于图6)的材料厚度D2大得多,该附接凸缘的部位中的材料厚度对应于至少在通过回转附接凸缘12的基础表面而移除任何材料之前预型件的初始厚度。在这种情况下,材料厚度D2处于最小量,通常近似是初始厚度D1的30-40%,并且更好是位于近似初始厚度D1的40-50%的范围内。如在图4的上半截面图中以及在图6的截面图中特别清晰地看出的,在具有材料减少且同时用于实现加固肋的条形区域15的部位中,材料厚度D3再一次大幅度地减少。在那个地方,材料厚度D3可以局部地计为过渡表面的周围流动成型部位中的材料厚度D2的例如仅60%到80%,并且可能可以计为附接凸缘12中的材料厚度D1的仅近似10%到30%。在具有材料减少的条形区域15周围的部位中,也优选地在通风孔18的边界部位中,材料厚度是D2。在此,进一步指出在图中没有显示出:由于在本方法中使用流动成型,在流动成型方向(即从附接凸缘12朝向盘边缘14)上存在由处理引发的厚度的轻微的连续减少。
图4A中的截面图示出了在通风孔18的(在这种情况下是中心)径向延长部中的盘边缘14处的材料累积。在图4A的详细视图中的虚线指示材料厚度D2,即,在流动成型处理期间盘边缘14在如下区段20的部位中具有的材料厚度:所述区段是适当地流动成型的,但没有通过材料累积而变厚。由于具有材料累积的区域20借助于旋压芯轴上的凹陷(图2中46)形成在盘边缘14中,盘边缘14局部地具有比材料厚度D2和D3大的材料厚度D4。在这种情况下,相对于具有材料厚度D2的邻接部位优选地折合为5%到10%的(最大量的)增厚D4材料比相对于具有材料厚度D2的邻接部位优选地折合为10%到30%的(最大量的)减薄D3材料少。在冲压毛坯71或通风孔18的部位中,进而还可以将最小的材料厚度D5进一步减少,因为整个毛坯被移除。通常,在金属旋压或流动成型处理结束后以下关系无论如何都适用:
D1>D4>D2>D3≥D5
在流动成型处理结束后,相对关系可以近似定义如下:
1.2≥D4/D2>1
1>D3/D2≥0.7
关于厚度尺寸,也要指出的是,特别为了避免突然的(abrupt)厚度过渡,在每种情况下均产生过渡区域,在过渡区域内从一个厚度到另一个厚度存在厚度的连续地改变。这在图5和图6中也示出了。因此,上述值涉及用于最大增厚(材料累积)和最大减薄(材料减少)的指导值。在焊接在一起的车轮的情况下,对于附接凸缘12中的初始厚度D1和盘边缘14处的材料厚度,还必须要考虑的是,附接凸缘12可以通过回转伴随两侧的切割动作经受材料移除(例如在每一侧移除0.3mm),并且盘边缘14也可以至少在外侧通过回转伴随切割动作经受材料移除(例如移除0.1mm到0.5mm),或经受其他的再加工,以使得随后在完成的车轮或盘部分,盘边缘14在厚度上没有变化或在厚度上仅有最小的变化,然而在作为制造处理的中间产品的轮盘结构中存在差异较大的厚度。
在图7到图9中示出的轮盘110的情况下,同一功能的部件由增加100的附图标记表示。如在前述的示例性实施例中,所述轮盘是用于多用途车辆车轮的轮盘110,该轮盘具有附接凸缘112中的十个螺栓孔121和盘过渡表面113中的十个通风孔118,该盘过渡表面在流动成型处理期间已经抵靠旋压芯轴(未示出)流动成型,并且还优选地情况是,如在前述的示例性实施例中,在每种情况下,盘边缘114在通风孔118的径向延长部中具有区段119,该区段具有比盘边缘处的位于两个通风孔118之间的中间段124的延长部中的区段120(如在图7的右半侧示出)大的材料厚度。依据图7的轮盘110与前述的示例性实施例之间的主要不同在于具有材料减少的区域115的形状,该区域在两个通风孔118之间的中间段124中。在轮盘110的情况下,具有材料减少的区域115具有相对于彼此划界的三个范围131、132、133,其中,每一个所述范围具有比预型件的初始厚度D1小的材料厚度D3,因为其余部分存在于轮盘110的附接凸缘112中。材料厚度D3也比盘边缘114处的具有材料累积区域形式的区段119的部位的厚度D4小,并且也比轮盘过渡表面113的围绕范围131、132、133的那些区段的部位中的厚度D2小。在所示的示例性实施例中,所有三个范围131、132、133略呈梯形形状,具有相对于径向方向倾斜地延伸的边缘边界,所述边缘边界在范围131的情况下由136表示,在范围132的情况下由137表示,在范围133的情况下由138表示,其中,各个边缘边界136、137、138之间的距离A不仅在范围131、132、133内而且从一个范围到另一个范围在盘边缘114的方向上增加。因此,处于最接近于附接凸缘112的范围131具有最小的范围宽度,并且处于最接近于盘边缘114的范围133具有最大的宽度。
垂直于轮轴线R,范围131具有划界边界141和142,范围132具有划界边界143和144,以及范围133具有划界边界145和146,在每种情况下,对应于范围131、132、133的宽度的增加,划界边界的长度从划界边界141处的最小长度增加到划界边界146处的最大长度。特别地,从图8和图9中的截面图可以清晰地看到,每个范围131、132、133具有清晰的(distinct)区域,所述区域具有基本上恒定减少的厚度D3,然而,特别在边缘边界134-138和划界边界141-146的部位中,在过渡表面113的围绕通风孔118或范围131、132、133的部位的厚度连续地改变至材料厚度D2。由于在两个通风孔118之间的中间段124的结构被范围打断,在每个范围131、132、133中或用每个范围实现具有材料减少的区域115,对应地情况是,在流动成型处理期间提供了可以流入盘边缘114中的更大量的材料。同时,多个范围131-133用于实现轮盘总重量的减少,并且保留在两个相邻的范围131和132之间的中间连结板151以及范围132和133之间的中间连结板152用于产生两个通风孔118之间的部位的额外加固,和作为整体的盘过渡表面113的额外加固。
在图10和图11中示出的轮盘210的第三种变型中,进而为以下情况,在附接凸缘212上形成总共十个螺栓孔121和一个中心孔211,在每种情况中,在流动成型处理期间已被流动成型的盘过渡表面213中,在两个通风孔218之间形成十个通风孔218和十个具有材料减少的区域215。每个具有材料减少的区域215的上部划界边界241位于通风孔218的延伸部位上方。同时,如径向方向所视,区域215的划界边界241和边缘边界235一起部分地延伸至通风孔218前面的点。因此,每个区域215具有拐角部位251,该拐角部位位于边缘边界235和更接近于附接凸缘的边缘边界241之间,该拐角部位使得两个通风孔218之间的中间区段224变窄至相当小的材料厚度D3,结果,不仅在过渡表面213的部位中将额外的材料移出通风孔218和附接凸缘212之间的部位,而且同时使通风孔218之上(如图10中所看到)的盘过渡表面213的硬度略微地减小,这改善了盘过渡表面213的连续负载能力,由于通风孔218,该盘过渡表面在任何情况下均具有非均匀的抗挠刚度。在示出的示例性实施例中,区域215的侧向划界边界235以直线形式从盘边缘214延伸到略位于通风孔218的中心之上的点,并且在此之上,以弯曲的方式(部分地甚至具有与通风孔218(将会在稍后的时间点冲压出)的曲率半径相同的曲率半径的情况下)延伸,从区域215的上面的划界边界241行进。在示出的示例性实施例中,下部划界边界242基本上位于每个通风孔218的下切线的水平处;下部划界边界242还可以位于更低并且因此更接近于盘边缘214。在轮盘210的情况下,再次没有详细示出的是,在流动成型处理期间,在每个通风孔218的径向延长部的每种情况下、在盘边缘214处,以具有材料累积的区域的形式产生周向偏移的区段,因此具有比位于每种情况下在中间区段224的延长部中的盘边缘214的那些区段的部位大的材料厚度。
图12和图13示出了轮盘310的第四种示例性实施例,该轮盘具有附接凸缘312、在流动成型处理期间已被流动成型的盘过渡表面313、以及盘边缘314。在流动成型步骤之后的冲压或切割处理中已经形成通风孔318。在示出的示例性实施例中,直至接近于单独通风孔318的下边缘的点,盘过渡表面313设置有自始至终恒定的直径,不言而喻,该盘过渡表面在某些部位被冲压出的通风孔318中断。如在前述示例的情况下,如果用于生产轮盘310的旋压芯轴在旋压芯轴上的那些在之后的时间点被切割或被冲压以形成通风孔318的部位具有凸起,则可以获得相当大的经济优势,该凸起对应地通向用于轮盘310的轮盘结构的内侧上具有材料减少的区域,因为,既然所述区域可以冲压为通风孔318,那么通过材料减少而节省的材料可以用于例如也在盘边缘314处(优选地在单个通风孔318的径向延长部中)产生具有材料累积的区段。在示出的示例性实施例中,在轮盘310的情况下,在盘内侧316上每个通风孔318形成有两个突出的连结板351以便分布在内圆周上,所述连结板形成具有材料累积的区域,其中如从图13中也可以特别清晰地看到的,每个所述连结板315始于盘过渡表面313的部位中的过渡表面313的内侧316,并且延伸入盘边缘314的部位中。在这种情况下,在每种情况中每一通风孔318设置有作为具有材料累积的区域的两个连结板351,并且因此连结板351是通风孔318的两倍。分配给相应通风孔318的两个连结板351具有到径向平面的相同角间距,该径向平面平分通风孔318并且同时延伸贯穿轮轴线R。从一个连结板351到下下个连结板351的角间距取决于通风孔318的数量,并且在每种情况下在连结板之间都相同,由此,总体上,实现成对连结板351在圆周上的对称分布。在盘过渡表面313的部位中,各个连结板351始于各个通风孔318的下部划界边缘的切线上方的点,即相邻于通风孔,由此,每个连结板351影响在一侧的盘边缘314和过渡表面313之间、甚至如在圆周方向观看的通风孔318旁边区域的抗挠刚度。每个单独连结板351的表面轮廓352可以以平面方式延伸(如示例性实施例中示出的),然而也可以以弯曲的方式延伸或具有一些其他的外形,并且由旋压芯轴中凹陷的形状限定,然后在流动成型期间通过其在轮盘310的内侧316上成型单独连结板351。在轮盘310的情况下,即使在盘内侧316上没有形成具有材料减少的区域,除了连结板之外,也可以设置诸如参考前述示例性实施例已经描述的或还会在下文中描述的具有材料减少的区域。此外,可以为每个通风孔仅设置单个连结板,该连结板可以具有比此处示出的连结板更牢固的设计,然后布置在两个通风孔之间的中心处。
图14到图17示出的轮盘410也已经在流动成型机上通过圆形坯抵靠旋压芯轴的流动成型生产,而不是通过抵靠旋压芯轴外轮廓流动成型板型坯生产,并且替代地通过已经预成型为壶(pot,罐)状的板抵靠对应的中空半球形旋压芯轴的内轮廓而流动成型。由于这种改良的实施方法,轮盘410具有旋转对称的内侧416,而在轮盘410的过渡表面413的外侧417上,在每两个通风孔418之间产生了具有材料减少的区域415。在轮盘410的情况下,附接凸缘412也形成预型件的压紧表面,然而该预型件在流动成型处理之前经受预滚轧或预拉伸,以使得该预型件可以例如以壶状插入旋压芯轴的腔中。随后,过渡表面413抵靠旋压芯轴的内壁滚动,并且在该处理期间通过抵靠内侧416的流动成型动作而流动成型,由此,过渡表面413和盘边缘414的外侧417具有旋压芯轴的内轮廓;由于本实施方法,旋压芯轴具有轮盘410的外侧417的反面形状。在流动成型处理之后通过冲压在过渡表面413中已经冲压出十个通风孔418,其中,在冲压处理期间,每个通风孔418定位成使得具有材料减少的区域415对称地放置在每种情况下的两个相邻通风孔418之间。
从图16和图17中的视图可以特别清晰地看到,具有材料减少的区域415的部位的材料厚度D3比盘过渡表面413的其他流动成型部位中的厚度D2小得多。在每种情况下,具有材料减少的区域415均在过渡表面413的外侧417上形成透镜状的凹陷,其中,所有的区域415或凹陷基本上在沿着圆周的带内延伸,其中也已经冲压出通风孔418。如前述示例性的实施例中,对于盘边缘414也可以以这种改良,特别是在通风孔418的径向延长部中设置具有材料累积的区域的区段,而在具有材料减少的透镜状区域415的径向延长部的区段或是设置有其他材料厚度D2,或是设置有相对于其进一步减少的材料厚度。
图18到图20示出了车轮550,在该车轮中,通过轮盘510的盘边缘514将轮盘510连接至任意结构类型的轮辋部分560,该轮盘依照根据本发明的方法通过流动成型生产。在这种情况下,在安全隆起561的侧面中,轮辋部分560设置有用于接收阀562的阀孔,当车轮旋转时,该阀孔引起车轮550的不平衡。在车轮550的情况下,所述不平衡基本上由于如下事实得到补偿:如从图18可以特别清晰地看到,轮盘510配备有两个具有材料累积的区域590,其中,由过渡表面513的内侧516上的两个材料累积的区域590产生的额外质量与阀560的总重量以及阀相对于轮轴线的位置相协调。如本质上已知的,轮盘510和轮辋部分560彼此连接,以使得用于阀562的阀孔以及因此也使阀562相对于通风孔518之一位于中心。在具有十个通风孔518的轮盘510的情况下,通风孔518进而处于位于阀562相对侧的轮盘510的内侧。因此,作为用于阀562的平衡重量的两个具有材料累积的螺柱状的区域590在过渡表面513中完整地形成至处于与阀孔或阀562相对的所述通风孔的两侧,在这种情况下,在每种情况中准确地处于两个通风孔518之间的中心。在这种情况下,具有材料累积的两个区域590在随后的冲压步骤中可以用作标识物,该标识物用于设定轮盘510相对于冲压工具的位置,以使得在每种情况下冲压出的通风孔518具有到区域590的正确的角间距。在示出的示例性实施例中,除了作为用于阀562的重量补偿的具有材料累积的区域590以外,轮盘510没有另外的具有材料累积或材料减少的单独实施的区域。然而,如参考前述示例性实施例解释的,优选的情况是,盘边缘在区段中形成有在各个通风孔518的径向延长部中的具有材料累积的区域,其中,在每种情况中在两个通风孔之间的中间区段524的径向延长部中,在盘边缘514上形成区段,所述区段或是形成具有材料减少的区域,或是具有与过渡表面513的“正常”部位相同的材料厚度。此外,优选的情况是,在轮盘510的流动成型期间,在每种情况中,具有材料减少的区域(未示出)设置在盘过渡表面513的那个在之后的时间点将会冲压出通风孔518的部位中,以便在那里节省的材料可以移动到盘边缘514中和/或可以用作用于具有材料累积的区域的材料。除了形成用于阀562的平衡重量的区域590,如关于前述示例性实施例通过示例已经描述的,也可以进一步形成例如具有材料减少或材料累积的条形或肋形区域。
在图21到图23中示出的车轮650的情况下,实施用于阀662的重量补偿的替代设计。车轮650具有轮辋部分660,所述轮辋部分基本上是任意形式且具有用于接收阀662的阀孔663,通过流动成型生产的轮盘610通过在流动成型处理期间产生的盘边缘614借助于焊缝(没有详细示出)旋转相连地连接至轮辋部分660的轮辋内侧。在这种情况下,在轮辋部分660和轮盘610的装配状态下,阀662也放置成使得其相对于轮盘610的流动成型的过渡表面613中的通风孔618位于中心。事实上,在这种情况下,在位于阀662前面的所述通风孔618的两侧,在轮盘610的内侧616上的过渡表面613中形成两个相对小的具有材料减少的凹陷状的区域690,该区域已经在流动成型处理期间借助于旋压芯轴侧壁的外侧上对应的凸起产生。在这种情况下,在冲压出所有的通风孔618之前,所述具有材料减少的区域690也可以用于设定轮盘结构的位置或对轮盘结构的位置定心,以便在冲压出通风孔618之后,两个区域690准确地位于两个通风孔618之间的中心。通过区域690节省的重量与阀662的阀重量以及其离旋转轴线的距离相协调,以便补偿由阀662引起的车轮650的不平衡。冲压通风孔618之后,在每种情况下,作为材料减少、具有圆形凹处形式的凹陷的两个区域690位于两个相邻通风孔618之间的中间区段624的中心。在这种情况下,如在前述的示例性实施例的情况下,材料减少也可以形成在随后冲压出的那些部位,和/或如圆周方向所视的,在盘边缘处可以优选地具有不同材料厚度的交替区段,其中,优选地,具有材料累积的区段位于通风孔618的径向延长部(尽管这没有详细的示出)。
图24到图26示出了第八个示例性实施例,其中,这些图示出了可以在流动成型步骤结束时呈现的轮盘结构770。在轮盘结构770上已经适当地形成了附接凸缘712、过渡表面713以及盘边缘714,但既没有冲压出螺栓孔也没有冲压出通风孔。在冲压处理(或例如激光切割处理)期间待生产的通风孔的位置通过通风孔的边缘(图中的线788)指示。在这种情况下,预型件的流动成型也是抵靠旋压芯轴执行的,该旋压芯轴至少具有凹陷,所述凹陷用于在每种情况下在流动成型步骤期间在过渡表面713的内侧716上形成四个具有材料累积的螺柱状的区域765,其中,如从图中可以非常清晰地看到,所述各个区域765布置成使得每个区域765的子部位位于通风孔边缘788的外面,并且每个区域765的另一个子部位位于还将要被冲压出的相应的通风孔内。在随后的冲压步骤(或切割步骤)中,然后的情况是,在生产通风孔期间,所述各个区域765中的每个是分开的,以使得每个区域765延伸至通风孔的边缘。在每种情况下,围绕通风孔(对比线788)的四个区域765相对于每个通风孔的中心点或径向平面E放置,以使得所述区域彼此间具有90°的角间距,以及相对于贯穿通风孔的径向平面E,每个区域相对于所述径向平面偏移45°。通过这些延伸至每个通风孔边缘的具有材料累积的螺柱状的区域765,局部地加固了通风孔的边缘部位,具体地是加固了在连续负载下发生最大波动负载的部位,可以通过材料累积和略微更大的材料厚度更好地吸收和补偿。而且,在依据图24到图26改良的情况下,具有材料累积的区域765所需的额外材料可以特别地从毛坯771的中心部位移除,该毛坯在冲压处理期间被移除,并且,对应地,在其中对应地形成具有材料减少的区域772,在这种情况下所述区域再次是圆形的。由于在任何情况下所述毛坯771都是在冲压处理期间被移除的,因此只要在盘结构770的金属旋压或流动成型期间没有要求用于材料流动的最小厚度,该毛坯可以变薄至任何理想的程度。取代四个螺柱状的区域,也可以仅设置两个具有材料累积的螺柱状的区域,所述两个螺柱状的区域优选地位于最接近于盘边缘的通风孔边缘。
根据上面的描述,本领域技术人员可以想出旨在落入所附权利要求的保护范围内的多种修改。已经讨论过的是,在各个图中示出的设计变型可以彼此合并;特别是在具有平衡重量的改良的情况下,在流动成型处理期间也可以形成具有材料累积或材料减少的其他区域。然后旋压芯轴在侧壁上相应地具有凸起,所述凸起用于在过渡表面中或在盘边缘中产生材料减少或凹陷,以便相应地在过渡表面或在盘边缘中形成具有材料累积的区域。在旋压芯轴和随其生产的轮盘的所有改良中,盘边缘优选地设置有相对于图2到图6中已经详细解释的轮廓。各个区域可以具有不同的材料减少,并且也可以是不同形状的,其中优选地,形成同一形状以便分布在圆周上。

Claims (21)

1.用于在流动成型机(1)上从优选金属的预型件生产用于车轮的轮盘结构的方法,所述轮盘结构具有附接凸缘、盘过渡表面和盘边缘,所述流动成型机具有能围绕旋转轴线旋转的旋压芯轴(3)以及至少一个旋压辊(5),所述旋压辊能相对于所述旋转轴线在径向上调节,以用于所述预型件抵靠所述旋压芯轴的流动成型以及流动成型的过渡表面在所述轮盘结构上的生产,其特征在于,所述预型件(6)抵靠具有分布在圆周上的多个局部凸起和/或凹陷的旋压芯轴(3)流动成型,以便产生下述区域,所述区域分布在所述轮盘结构的圆周上,并且在所述轮盘结构的所述流动成型的过渡表面和/或所述盘边缘中具有材料累积或材料减少。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在随后的方法步骤中,通过冲压或切割处理在所述轮盘结构中形成通风孔(18),其中,所述通风孔形成在所述轮盘结构的所述过渡表面(13)中且位于具有材料累积或材料减少的区域(15)之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在抵靠所述旋压芯轴的流动成型期间,具有材料减少的区域(72;772)被形成在所述过渡表面(13;713)的在随后的方法步骤中在用于产生通风孔的冲压或切割处理中被移除的区域中。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法,其特征在于,在抵靠所述旋压芯轴的流动成型期间,产生至少一个非对称材料累积部(590)作为针对阀不平衡的阀平衡重量,或者产生至少一个非对称材料减少部(690)用于补偿阀不平衡的目的。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法,其特征在于,在所述流动成型期间,在所述过渡表面到所述盘边缘的过渡部位中的所述盘边缘(14)中和/或在所述过渡表面中,产生沿圆周方向交替的具有材料累积的区域(19)和/或具有材料减少的区域。
6.车轮,所述车轮具有优选地按照根据权利要求1至5中的一项所述的方法在流动成型机上通过优选金属的预型件抵靠旋压芯轴的流动成型所生产的轮盘(10;110;210;310;410;510;610;710),所述轮盘具有配备有螺栓孔(21)的附接凸缘(12;112;212;312;412;712)、配备有通风孔(18;118;218;318;418;518;618;718)的流动成型盘过渡表面(13;113;213;313;413;513;613;713)以及用于将所述轮盘连接至轮辋部分(560;660)的盘边缘(14;114;214;314;414;514;614;714),所述通风孔从所述过渡表面的内侧(16)延伸至外侧(17),其特征在于,在所述流动成型期间产生的至少一个具有材料累积的区域(19;351;765)和/或至少一个具有材料减少的区域(15;115;131;132;133;215;415)形成在所述流动成型的过渡表面的内侧(16;116;316;616)或外侧(417)上且位于每对相邻通风孔之间,和/或在所述盘边缘处形成在所述通风孔之间,和/或在每个通风孔的轴向延长部中形成在所述盘边缘处。
7.根据权利要求6所述的车轮,其特征在于,至少一个具有材料累积的区域——优选地为至少一个具有材料累积的条形区域——形成在过渡表面上且相对于所述通风孔在轴向方向朝向所述盘边缘偏移,和/或其中,至少一个具有材料累积的区域(19)——优选地为至少一个具有材料累积的条形区域——形成在所述通风孔(18)的轴向延长部中的所述盘边缘(14)处。
8.根据权利要求6或7所述的车轮,其特征在于,至少一个具有材料减少的区域(15)——优选地为至少一个具有材料减少的肋形或宽条形区域(15)——形成在所述过渡表面(13)中且在圆周方向上位于每对相邻通风孔(18)之间。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的车轮,其特征在于,至少一个具有材料累积的区域——优选地为至少一个具有材料累积的连结板状区域(351)——形成在过渡表面(313)和盘边缘(314)之间的过渡处且在每种情况下位于相邻通风孔(318)之间。
10.根据权利要求9所述的车轮,其特征在于,恰好一个具有材料累积的连结板状区域或恰好两个具有材料累积的连结板状区域(351)形成在每对相邻通风孔之间,其中,优选地,每个连结板状区域(351)始于相邻于一通风孔(318)在圆周方向上偏移的点,和/或布置在一通风孔两侧的两个连结板状区域(351)关于所述通风孔(318)的中心点相对于彼此具有90°的角度偏移。
11.根据权利要求6至10中的一项所述的车轮,其特征在于,所述材料累积和/或材料减少形成在所述过渡表面或所述轮盘的内侧(16;116;316;516)上。
12.根据权利要求6至11中的一项所述的车轮,其特征在于,具有材料累积的区域(765)和/或具有材料减少的区域(15;115;215;415)被形成为沿圆周方向均匀地分布和/或相对于彼此以相等角度间隔(351)分布。
13.根据权利要求6至12中的一项所述的车轮,其特征在于,在所述过渡表面上或在所述盘边缘处,形成有至少一个非对称材料累积(590)作为针对阀不平衡的平衡重量,或形成有至少一个非对称材料减少(690)用于补偿阀不平衡。
14.根据权利要求6至13中的一项所述的车轮,其特征在于,形成有材料累积部,所述材料累积部以环形、圆形、椭圆或条形形式至少部分地围绕所述通风孔延伸。
15.根据权利要求6至14中的一项所述的车轮,其特征在于,具有材料累积的区域或具有材料减少的区域(15;115)均具有沿径向方向延伸的边缘边界(15A;136、137、138)以及沿圆周方向延伸的划界边界(141-148),其中,优选地,在每种情况下,一区域的两个边缘边界相对于轮轴线倾斜地或以弯曲方式延伸,并且所述边缘边界之间的间距(A)朝向盘边界增加。
16.根据权利要求6至15中的一项所述的车轮,其特征在于,多个具有材料累积的区域(765)形成在每个通风孔周围,其中,优选地,所述材料累积(765)中的一些或所有延伸直至通风孔边界,和/或所述材料累积关于所述通风孔(718)的中心点相对于彼此具有90°的角度偏移。
17.旋压芯轴,所述旋压芯轴用于在流动成型机上优选地依照根据权利要求1至5中的一项所述的方法,借助于所述流动成型机上的至少一个旋压辊通过优选金属的预型件抵靠所述旋压芯轴(3)的成型轮廓的流动成型,来生产用于根据权利要求6至16中的一项所述的车轮的轮盘结构,其特征在于,所述旋压芯轴的所述成型轮廓配备有布置成分布在圆周上的多个局部凸起(41;42;46)和/或凹陷,以便在流动成型期间产生多个区域,所述多个区域分布在所述轮盘结构的圆周上并且具有材料累积或材料减少。
18.根据权利要求17所述的旋压芯轴,具有正面壁(7)和侧壁(8),所述正面壁与流动成型机上的压紧装置相互作用并且用于产生轮盘结构上的附接凸缘,所述侧壁作为用于形成所述过渡表面和所述盘边缘的成型轮廓,其特征在于,所述侧壁(8)配备有被布置成均匀地分布在所述侧壁的圆周上的多个伸长的凸起(42),其中,优选地,圆形、椭圆形或U形的凸起(41)形成在被形成为相对于彼此周向偏移的伸长的凸起之间,和/或其中,作为用于所述盘边缘的成型轮廓的所述侧壁形成有多个环段形的凹陷,所述环段形的凹陷被布置成均匀地分布在所述侧壁的圆周上并且沿圆周方向延伸,其中优选地,在每种情况下,一个环段形的凹陷被布置成相对于形成在所述侧壁上的圆形、椭圆形或U形的凸起轴向偏移,和/或被布置成相对于所述伸长的凸起轴向偏移且周向偏移。
19.根据权利要求17所述的旋压芯轴,具有正面壁和侧壁,所述正面壁与流动成型机上的压紧装置相互作用并且用于产生轮盘结构上的附接凸缘,所述侧壁作为用于形成所述过渡表面和所述盘边缘的成型轮廓,其特征在于,所述侧壁配备有多个圆环形、环形、条形或部分环段形和条形的凸起,所述凸起相对于彼此均匀地分布在圆周上并且用于在用于通风孔的冲压或切割部位之间形成具有材料减少的区域。
20.根据权利要求17至19中的一项所述的旋压芯轴,其特征在于,凹槽或凸起(42)具有沿所述旋压芯轴的轴向方向延伸的边缘(48),其中,一凹槽或凸起的两个边缘(48)以倾斜和/或弯曲的方式延伸,并且所述凸起或凹槽的边缘之间的间距在流动成型方向上增加。
21.根据权利要求1至5中的一项所述的方法或根据权利要求6至16中的一项所述的车轮,其特征在于,所述过渡表面或所述盘边缘中具有材料累积的区域至少部分地具有比围绕其的部位中的材料厚度(D2)大的材料厚度(D4),和/或其中,所述过渡表面或所述盘边缘中具有材料减少的区域(15;115)至少部分地具有比所述过渡表面的或所述盘边缘的围绕其的那些部位中的材料厚度(D2)小的材料厚度(D3;D5)。
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PCT/IB2015/052742 WO2015159231A1 (en) 2014-04-15 2015-04-15 Method for producing wheel disc forms on flow-forming machines, vehicle wheel having a wheel disc form of said type, and spinning mandrel for flow-forming machines for producing corresponding wheel disc forms

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109145335A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 中国航发贵阳发动机设计研究所 一种通过预旋转提高轮盘低循环疲劳寿命的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107081364B (zh) * 2017-05-18 2018-08-07 宁波大学 提高锥形薄壁回转件凸缘成形质量的旋压装置及旋压方法
CN113173034A (zh) 2021-06-10 2021-07-27 蒂森克虏伯钢铁(北京)有限公司 用于商用车辆的超轻量化钢制车轮
DE102022101406A1 (de) 2022-01-21 2023-07-27 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung einer Radschüssel für ein Fahrzeugrad
DE102022105159B4 (de) 2022-03-04 2023-09-28 Maxion Wheels Holding Gmbh Radschüssel für Fahrzeugräder, Verfahren zur Herstellung und Fahrzeugrad

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2151822Y (zh) * 1992-10-27 1994-01-05 朱润辉 一种抛物面旋压机
US5345676A (en) * 1993-04-28 1994-09-13 Hayes Wheels International, Inc. Method for producing a full face fabricated vehicle wheel
DE202005015442U1 (de) * 2005-09-30 2005-12-08 Leifeld Metal Spinning Gmbh Umformmaschine, insbesondere Drückwalzmaschine
CN101269456A (zh) * 2008-04-16 2008-09-24 嘉兴市四通车轮制造有限公司 一种钢制轮辐制造工艺
CN101497099A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 西北工业大学 一种带横向内筋构件旋压成形芯模
CN101712058A (zh) * 2008-10-03 2010-05-26 福特汽车公司 形成预成型件并从该预成型件形成部件
CN101966555A (zh) * 2009-07-28 2011-02-09 上海兴浦旋压车轮有限公司 一种车轮辗压成型方法
CN102470418A (zh) * 2009-07-09 2012-05-23 莱菲尔德金属旋压机有限公司 旋压辊压方法及装置
CN103357799A (zh) * 2012-03-26 2013-10-23 Skf公司 轧制制造复杂形状环形元件的设备
CN103702763A (zh) * 2011-08-10 2014-04-02 阿尔法拉瓦尔股份有限公司 用于离心分离器的分离盘以及用于制造分离盘的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2156551A1 (de) 1971-11-15 1973-06-07 Leifeld & Co Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schuesselartigen koerpern
DE19615675C2 (de) 1996-04-19 1998-12-17 Leifeld Gmbh & Co Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugrades
DE19860732A1 (de) 1998-12-30 2000-07-06 Wf Maschinenbau Blechformtech Verfahren zur Herstellung einer Luftreifenfelge
CN1638887A (zh) * 2002-03-05 2005-07-13 金属成型及铸币公司 环形齿轮和驱动壳
DE10320688B3 (de) 2003-04-30 2005-01-20 Michelin Kronprinz Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln
DE102010011809B4 (de) * 2010-03-18 2013-11-14 Leifeld Metal Spinning Ag Verfahren und Drückwalz- und Profiliermaschine zum Herstellen eines rotationssymmetrischen Werkstückes sowie Profilrolle hierfür
AT509915B1 (de) * 2010-05-28 2013-09-15 Borbet Austria Gmbh Verfahren zur herstellung eines rades sowie rad
CA2764025C (en) * 2011-01-11 2014-12-30 Metal Forming & Coining Corporation Flow formed drum with a retention ring and a substantially burr free tooth profile

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2151822Y (zh) * 1992-10-27 1994-01-05 朱润辉 一种抛物面旋压机
US5345676A (en) * 1993-04-28 1994-09-13 Hayes Wheels International, Inc. Method for producing a full face fabricated vehicle wheel
DE202005015442U1 (de) * 2005-09-30 2005-12-08 Leifeld Metal Spinning Gmbh Umformmaschine, insbesondere Drückwalzmaschine
CN101497099A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 西北工业大学 一种带横向内筋构件旋压成形芯模
CN101269456A (zh) * 2008-04-16 2008-09-24 嘉兴市四通车轮制造有限公司 一种钢制轮辐制造工艺
CN101712058A (zh) * 2008-10-03 2010-05-26 福特汽车公司 形成预成型件并从该预成型件形成部件
CN102470418A (zh) * 2009-07-09 2012-05-23 莱菲尔德金属旋压机有限公司 旋压辊压方法及装置
CN101966555A (zh) * 2009-07-28 2011-02-09 上海兴浦旋压车轮有限公司 一种车轮辗压成型方法
CN103702763A (zh) * 2011-08-10 2014-04-02 阿尔法拉瓦尔股份有限公司 用于离心分离器的分离盘以及用于制造分离盘的方法
CN103357799A (zh) * 2012-03-26 2013-10-23 Skf公司 轧制制造复杂形状环形元件的设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109145335A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 中国航发贵阳发动机设计研究所 一种通过预旋转提高轮盘低循环疲劳寿命的方法

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Publication number Publication date
CN106457340B (zh) 2020-05-29
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DE102014105400A1 (de) 2015-10-15
WO2015159231A1 (en) 2015-10-22

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